2016 Fiscal Year Annual Research Report
反転対称性の破れとフェルミオロジーが切り拓く5f電子系の新奇物性
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16H04006
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
青木 大 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30359541)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本多 史憲 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (90391268)
仲村 愛 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30756771)
大貫 惇睦 琉球大学, 理学部, 客員教授 (40118659)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 強相関系 / フェルミ面 / ドハース・ファンアルフェン効果 / 純良単結晶 / アクチノイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
局所的・非局所的に反転対称性の破れたアクチノイド化合物の純良単結晶育成を行い、物性測定を行った。とくにジグザグ構造を持つURhGe、UCoGeについては、強磁性ゆらぎと磁場誘起超伝導を結晶構造という新たな視点から研究を進めた。さらにこれらの純良単結晶を用いて、極限環境下における熱電能およびシュブニコフ・ドハース測定を行い、フェルミ面を観測することに成功した。強磁場中でリフシッツ転移をともなうフェルミ面の劇的な変化が起きており、強磁性ゆらぎとともに、スピン三重項の磁場誘起超伝導に重要な役割を果たしていることがわかった。さらに、磁場中で超伝導のペアリングが強められていることも明らかにした。新規に購入した単結晶構造解析装置を用いて、新物質開発も行った。また既存の物質についても同装置を用いて、構造パラメータの精密化を行い、実験で得られたドハース・ファンアルフェン効果の結果とバンド計算の比較を詳細に行った。ウラン化合物のみならず、トリウム化合物についても純良単結晶育成とドハース・ファンアルフェン効果の測定を行った。とくにThSb2、ThBi2においては準二次元的なフェルミ面を観測し、バンド計算との良い一致を得た。またThCu2Si2のドハース・ファンアルフェン効果の観測にも成功し、バンド計算との比較を行った。その結果、重い電子系超伝導体であるCeCu2Si2の4fを遍歴としたフェルミ面ときわめて似ていることがわかった。Th化合物はCe化合物の参照物質としても、有効であると同時に、スピン軌道相互作用もフェルミ面に大きな影響を及ぼしていることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたウラン化合物強磁性超伝導体の純良単結晶育成が成功し、研究が進展している。きわめて高い実験技術が必要とされる研究であるが、国際共同研究を強力に進めることにより、この問題を克服している。また、マイクロカンチレバーを用いた微小試料によるドハース・ファンアルフェン効果測定が順調に稼働するようになり、多くの物質でフェルミ面を観測できるようになった。得られた実験結果は、バンド計算など理論との比較が詳細に行えるようになったため、フェルミ面を精度良く決定できるようになった。反転対称性に着目したウラン化合物334系など、新たな系での純良単結晶育成とドハース・ファンアルフェン効果測定も進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記のとおり、現在研究は順調に進展しているので、これを継続させたい。特に力を入れたいのは反転対称性が破れた系の新物質探索である。また既知の物質でも、アクチノイド化合物において純良単結晶育成は、多くの物質で進んでいないのでこれに挑戦したい。単結晶を純良化するために必要な超高真空アニール炉の整備がようやく完了したので、これを用いた純良単結晶育成を推し進めたい。琉球大学と共同で、ブリッジマン法による単結晶育成も順調に進展しつつあるので、これも継続する。
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[Journal Article] Superconducting, Fermi surface, and magnetic properties in SrTGe3 and EuTGe3 (T: transition metal) with the Rashba-type tetragonal structure2017
Author(s)
M. Kakihana, H. Akamine, K. Tomori, K. Nishimura, A. Teruya, A. Nakamura, F. Honda, D. Aoki, M. Nakashima, Y. Amako, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, T. Takeuchi, T. Kida, M. Hagiwara, Y. Haga, E. Yamamoto, H. Harima, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
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Journal Title
J. Alloys. Comp.
Volume: 694
Pages: 439-451
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Field-induced spin-density wave beyond hidden order in URu2Si22016
Author(s)
W. Knafo, F. Duc, F. Bourdarot, K. Kuwahara, H. Nojiri, D. Aoki, J. Billette, P. Frings, X. Tonon, E. Lelievre-Berna, J. Flouquet, L. P. Regnault
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: 13075-
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Magnetic and Fermi Surface Properties of Ferromagnets EuPd2 and EuPt22016
Author(s)
A. Nakamura, H. Akamine, Y. Ashitomi, F. Honda, D. Aoki, T. Takeuchi, Tetsuya, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, Y. Tatetsu, T. Maehira, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 85
Pages: 084705-
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Large Cyclotron Mass and Large Ordered Moment in Ferromagnet CoS2 Compared with Paramagnet CoSe22016
Author(s)
A. Teruya, F. Suzuki, D. Aoki, F. Honda, A. Nakamura, M. Nakashima, Y. Amako, H. Harima, M. Hedo, T. Nakama, Y. Onuki
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 85
Pages: 064716-
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Interplay between quantum fluctuations and reentrant superconductivity with a highly enhanced upper critical field in URhGe2016
Author(s)
Y. Tokunaga, D. Aoki, H. Mayaffre, S. Kramer, M. H. Julien, C. Berthier, M. Horvatic, H. Sakai, T. Hattori, S. Kambe, S. Araki
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 93
Pages: 201112-
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Thermoelectric power quantum oscillations in the ferromagnet UGe22016
Author(s)
A. Palacio Morales, A. Pourret, G. Knebel, G. Bastien, V. Taufour, D. Aoki, H. Yamagami, and J. FlouquetA. Palacio Morales, A. Pourret, G. Knebel, G. Bastien, V. Taufour, D. Aoki, H. Yamagami, and J. Flouquet
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 93
Pages: 155120-
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Fermi Surface and Magnetic Properties in Ferromagnet CoS2 and Paramagnet CoSe2 with the Pyrite-type Cubic Structure2016
Author(s)
A. Teruya, F. Suzuki, D. Aoki, F. Honda, A. Nakamura, H. Harima, K. Uchima, M. Hedo, T. Nakama, and Y. Onuki
Organizer
SCES2016
Place of Presentation
Hangzhou, China
Year and Date
2016-05-11 – 2016-05-11
Int'l Joint Research
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[Presentation] Pressure Evolution of Characteristic Electronic States in EuRh2Si2 and related compounds2016
Author(s)
F. Honda, K. Okauchi, A. Nakamura, D.X. Li, D. Aoki, H.Akamine, Y. Ashitomi, M. Hedo, T. Nakama, and Y. Onuki
Organizer
SCES2016
Place of Presentation
Hangzhou, China
Year and Date
2016-05-10 – 2016-05-10
Int'l Joint Research
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[Presentation] Ferromagnetic criticality and Fermi surface evolution under magnetic field and high pressure studied in UCoGe2016
Author(s)
G. Bastien, A. Gourgout, D. Braithwaite, D. Aoki, S. Araki, A. Pourret, I. Sheikin, G. Seyfarth, J-P. Brison, G. Knebel, J. Flouquet
Organizer
SCES2016
Place of Presentation
Hangzhou, China
Year and Date
2016-05-10 – 2016-05-10
Int'l Joint Research
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